一種徑向零附加力轉(zhuǎn)臺的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種徑向零附加力轉(zhuǎn)臺，包括基座，軸承端蓋，前面板，摩擦輪，軸承，臺階軸，小軸承，軸銷，墊片，電機(jī)，電機(jī)座，聯(lián)軸器，固定軸承，滾輪座，滾輪，支撐軸承，擋圈，墊塊，工作臺，編碼盤，以及轉(zhuǎn)盤。其中基座，軸承端蓋，前面板，摩擦輪，軸承，臺階軸，小軸承，軸銷，電機(jī)，電機(jī)座，聯(lián)軸器，固定軸承，滾輪座，滾輪，支撐軸承，擋圈和墊塊組成轉(zhuǎn)臺的驅(qū)動機(jī)構(gòu)；工作臺，編碼盤和轉(zhuǎn)盤組成轉(zhuǎn)臺的導(dǎo)向測量機(jī)構(gòu)。驅(qū)動機(jī)構(gòu)通過軸承和轉(zhuǎn)盤上的“U型槽”實現(xiàn)耦合，進(jìn)而實現(xiàn)對轉(zhuǎn)臺的工作臺的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，同時不增加工作臺徑向驅(qū)動力，保證工作臺的旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定性。
【專利說明】一種徑向零附加力轉(zhuǎn)臺

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于光刻領(lǐng)域轉(zhuǎn)臺驅(qū)動機(jī)構(gòu)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種徑向零附加力轉(zhuǎn)臺驅(qū)動機(jī)構(gòu)。它可以實現(xiàn)徑向零附加力的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，實現(xiàn)轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)中心的高度穩(wěn)定性，包括旋轉(zhuǎn)中心的偏擺和平移。

【背景技術(shù)】
[0002]在光刻領(lǐng)域或針對光刻配置的測試平臺，為了降低系統(tǒng)復(fù)雜性和成本，通常系統(tǒng)不配置調(diào)焦調(diào)平臺，當(dāng)系統(tǒng)配置有旋轉(zhuǎn)臺時，就對旋轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)中心的穩(wěn)定性提出很高的要求，即很高的偏擺精度和中心平移精度，通常偏擺在幾秒以內(nèi)，中心平移在Ium以內(nèi)。
[0003]傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)臺通常采用蝸桿渦輪驅(qū)動，摩擦輪驅(qū)動，齒輪驅(qū)動，鏈條驅(qū)動以及皮帶輪驅(qū)動等，在旋轉(zhuǎn)臺上直接配置這類機(jī)構(gòu)會對旋轉(zhuǎn)軸都有較大的附加力，導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)中心額外的偏擺和平移，滿足不了軸心穩(wěn)定性要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種徑向零附加力的驅(qū)動機(jī)構(gòu)以及使用該驅(qū)動機(jī)構(gòu)，軸心具有高度穩(wěn)定性的旋轉(zhuǎn)臺。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種徑向零附加力轉(zhuǎn)臺，包括基座，軸承端蓋，蓋板，摩擦輪，軸承，臺階軸，小軸承，墊片，軸銷，電機(jī)，電機(jī)座，聯(lián)軸器，固定軸承，滾輪座，滾輪，支撐軸承，擋圈，墊塊，工作臺，編碼盤和轉(zhuǎn)盤；其中:
[0006]基座，軸承端蓋，蓋板，摩擦輪，軸承，臺階軸，小軸承，墊片，軸銷，電機(jī)，電機(jī)座，聯(lián)軸器，固定軸承，滾輪座，滾輪，支撐軸承，擋圈和墊塊，組成該轉(zhuǎn)臺的驅(qū)動機(jī)構(gòu)，提供旋轉(zhuǎn)方向的驅(qū)動力；基座為整個裝置的支撐骨架，布置在最外側(cè)；電機(jī)機(jī)殼部分與電機(jī)座固定在一起，電機(jī)座與滾輪座固定在一起；滾輪座內(nèi)一端安裝有固定軸承，另一端安裝有支撐軸承，滾輪穿過固定軸承和支撐軸承，實現(xiàn)滾輪的軸向固定和徑向固定；聯(lián)軸器一端連接電機(jī)轉(zhuǎn)軸，另一端連接滾輪，實現(xiàn)運(yùn)動傳遞；軸承內(nèi)圈通過臺階軸和蓋板與基座的右端面固定在一起，為固定部分；軸承外圈與摩擦輪固定在一起，為運(yùn)動部分；摩擦輪和滾輪之間通過具有預(yù)緊功能的滾輪座緊壓在一起，通過摩擦力，實現(xiàn)運(yùn)動傳遞，即電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動傳遞到滾輪，然后傳遞到摩擦輪；摩擦輪的端面和軸承端蓋外端面連接在一起，軸承端蓋的內(nèi)環(huán)上通過軸銷壓有一小軸承，軸銷和軸承端蓋通過螺紋連接，進(jìn)而電機(jī)轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動通過滾輪，摩擦輪，軸承端蓋和軸銷傳遞到小軸承上；
[0007]工作臺，編碼盤和轉(zhuǎn)盤組成該裝置的導(dǎo)向測量部分，其中工作臺固定在編碼盤內(nèi)環(huán)上，為該裝置的輸出平臺，編碼盤集成有旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向結(jié)構(gòu)和角度測量傳感器，內(nèi)環(huán)連接工作臺，外環(huán)固定在基座上；工作臺的右端面固定有一轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤外側(cè)上配置有一 “U型槽”；
[0008]驅(qū)動機(jī)構(gòu)提供的驅(qū)動力通過軸承和轉(zhuǎn)盤上布置的“U型槽”實現(xiàn)耦合，完成驅(qū)動力傳遞，且在轉(zhuǎn)軸徑向上無附加力，保證轉(zhuǎn)軸穩(wěn)定性；
[0009]進(jìn)一步的，“U型槽”夾持小軸承，通過配做，保證有2 μ m到5 μ m的預(yù)壓，保證小軸承在U型槽內(nèi)能順利滑動，又無明顯間隙，既實現(xiàn)運(yùn)動傳遞又不增加徑向附加力。
[0010]進(jìn)一步的，所述滾輪座一側(cè)配置有板簧結(jié)構(gòu)，另一側(cè)配置有鉸鏈結(jié)構(gòu)，滾輪座板簧端和鉸鏈端均通過墊片與基座固定，其中通過修磨墊片，可以調(diào)節(jié)滾輪和摩擦輪之間的預(yù)緊力，同時滾輪座的“鉸鏈+板簧”結(jié)構(gòu)還能適應(yīng)滾輪和摩擦輪的圓度誤差和軸心誤差，保證任何時候都有足夠的預(yù)緊力，實現(xiàn)系統(tǒng)可靠的運(yùn)動。
[0011]本發(fā)明的原理在于:
[0012]本發(fā)明為一種用于光刻領(lǐng)域中，軸心具有高度穩(wěn)定性的旋轉(zhuǎn)臺，它包括基座，軸承端蓋，蓋板，摩擦輪，軸承，臺階軸，小軸承，墊片，軸銷，電機(jī)，電機(jī)座，聯(lián)軸器，固定軸承，滾輪座，滾輪，支撐軸承，擋圈和墊塊，組成該裝置的驅(qū)動機(jī)構(gòu)，采用的是傳統(tǒng)的摩擦輪方案，提供旋轉(zhuǎn)方向的驅(qū)動力；工作臺，編碼盤和轉(zhuǎn)盤組成該裝置的導(dǎo)向測量部分，其中編碼盤集成了旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向結(jié)構(gòu)和角度測量傳感器，確保轉(zhuǎn)軸穩(wěn)定性和角度位移測量，實現(xiàn)系統(tǒng)控制閉環(huán)。驅(qū)動機(jī)構(gòu)提供的驅(qū)動力通過軸承和轉(zhuǎn)盤上布置的“U型槽”實現(xiàn)耦合，完成驅(qū)動力傳遞，且在轉(zhuǎn)軸徑向上無附加力，保證轉(zhuǎn)軸穩(wěn)定性；
[0013]驅(qū)動機(jī)構(gòu)由基座，軸承端蓋，蓋板，摩擦輪，軸承，臺階軸，小軸承，墊片，軸銷，電機(jī)，電機(jī)座，聯(lián)軸器，固定軸承，滾輪座，滾輪，支撐軸承，擋圈和墊塊組成?；鶠檎麄€裝置的支撐骨架，布置在最外側(cè)；電機(jī)機(jī)殼部分與電機(jī)座固定在一起，電機(jī)座與滾輪座固定在一起；滾輪座內(nèi)一端安裝有固定軸承，另一端安裝有支撐軸承，滾輪穿過固定軸承和支撐軸承，實現(xiàn)滾輪的軸向固定和徑向固定；聯(lián)軸器一端連接電機(jī)轉(zhuǎn)軸，另一端連接滾輪，實現(xiàn)運(yùn)動傳遞。軸承內(nèi)圈通過臺階軸和蓋板與基座的右端面固定在一起，為固定部分；軸承外圈與摩擦輪固定在一起，為運(yùn)動部分；摩擦輪和滾輪之間通過具有預(yù)緊功能的滾輪座緊壓在一起，通過摩擦力，實現(xiàn)運(yùn)動傳遞，即電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動傳遞到滾輪，然后傳遞到摩擦輪。摩擦輪的端面和軸承端蓋外端面連接在一起，軸承端蓋的內(nèi)環(huán)上通過軸銷壓有一小軸承，軸銷和軸承端蓋通過螺紋連接，進(jìn)而電機(jī)轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動通過滾輪，摩擦輪，軸承端蓋和軸銷傳遞到小軸承上。
[0014]導(dǎo)向測量部分由工作臺，編碼盤和轉(zhuǎn)盤組成，其中工作臺固定在編碼盤內(nèi)環(huán)上，為該裝置的輸出平臺，編碼盤集成有旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向結(jié)構(gòu)和角度測量傳感器，內(nèi)環(huán)連接工作臺，外環(huán)固定在基座上；工作臺的右端面固定有一轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤外側(cè)上配置有一“U型槽”。“U型槽”夾持小軸承，通過配做，保證有2 μ m到5 μ m的預(yù)壓，保證小軸承在U型槽內(nèi)能順利滑動，又無明顯間隙，既實現(xiàn)運(yùn)動傳遞又不增加徑向附加力。
[0015]滾輪座一側(cè)配置有板簧結(jié)構(gòu)，另一側(cè)配置有鉸鏈結(jié)構(gòu),滾輪座板簧端和鉸鏈端均通過墊片與基座固定，其中通過修磨墊片，可以調(diào)節(jié)滾輪和摩擦輪之間的預(yù)緊力，同時滾輪座的“鉸鏈+板簧”結(jié)構(gòu)還能適應(yīng)滾輪和摩擦輪的圓度誤差和軸心誤差，保證任何時候都有足夠的預(yù)緊力，實現(xiàn)系統(tǒng)可靠的運(yùn)動。
[0016]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點在于:
[0017]1、本發(fā)明由所述的摩擦輪驅(qū)動機(jī)構(gòu)不直接作用于工作臺上，而是通過小軸承和“U型槽”耦合，使得滾輪+摩擦輪的預(yù)緊力只作用在外層轉(zhuǎn)軸上，切向力通過小軸承和U型槽傳遞給工作臺，由于工作臺轉(zhuǎn)軸只受切向力，就保證了轉(zhuǎn)臺軸心的穩(wěn)定性；
[0018]2、本發(fā)明驅(qū)動機(jī)構(gòu)仍然采用傳統(tǒng)的摩擦輪機(jī)構(gòu)，但是在預(yù)緊結(jié)構(gòu)上放棄了傳統(tǒng)的彈簧壓緊方案，而是在滾輪座上設(shè)計了 “鉸鏈+板簧”結(jié)構(gòu)，使得結(jié)構(gòu)簡約，同時能補(bǔ)償滾輪，摩擦輪的圓度誤差和軸心誤差，確保任何情況下都有足夠的預(yù)緊力。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明一種徑向零附加力轉(zhuǎn)臺的總體結(jié)構(gòu)圖；圖中:10_基座；12_蓋板；16-軸承；18-軸銷；30_電機(jī)；31_電機(jī)座；34_滾輪座；35_滾輪；36_支撐軸承；38a, 38b-墊塊；52-轉(zhuǎn)盤；
[0020]圖2為圖1的左視圖；圖中:10_基座；12_蓋板；16_軸承；18_軸銷；31_電機(jī)座；34-滾輪座；35-滾輪；36-支撐軸承；38a, 38b-墊塊;52_轉(zhuǎn)盤；
[0021 ] 圖3為圖2的A-A剖視圖；10-基座；11_軸承端蓋；12-蓋板；13-摩擦輪；14-軸承；15_臺階軸；16_軸承；17_墊片；18_軸銷；30_電機(jī)；31_電機(jī)座；32_聯(lián)軸器；33_固定軸承；34_滾輪座；35_滾輪；36_支撐軸承；37_擋圈；38a, 38b_墊塊;50_工作臺;51_編碼盤；52_轉(zhuǎn)盤；
[0022]圖4為圖3的B-B剖視圖；
[0023]圖5為滾輪座結(jié)構(gòu)視圖；34_滾輪座；34-01-板簧；34_02_鉸鏈。

【具體實施方式】
[0024]為了使本發(fā)明的上述目的，特點和優(yōu)點更加明顯易懂，下面對本發(fā)明的具體實施做詳細(xì)說明。
[0025]如圖1，圖2，圖3所示，本發(fā)明一種徑向零附加力轉(zhuǎn)臺由基座10，軸承端蓋11，蓋板12，摩擦輪13，軸承14，臺階軸15，小軸承16，墊片17，軸銷18，電機(jī)30，電機(jī)座31，聯(lián)軸器32，固定軸承33，滾輪座34，滾輪35，支撐軸承36，擋圈37，墊塊38，工作臺50，編碼盤51和轉(zhuǎn)盤52組成。其中基座10，軸承端蓋11，蓋板12，摩擦輪13，軸承14，臺階軸15，小軸承16，墊片17，軸銷18，電機(jī)30，電機(jī)座31，聯(lián)軸器32，固定軸承33，滾輪座34，滾輪35，支撐軸承36，擋圈37和墊塊38組成該轉(zhuǎn)臺的驅(qū)動機(jī)構(gòu)，采用的是傳統(tǒng)的摩擦輪方案，提供旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力；工作臺50，編碼盤51和轉(zhuǎn)盤52組成該轉(zhuǎn)臺的導(dǎo)向測量部分。
[0026]如圖1，圖3所示，基座10為整個轉(zhuǎn)臺的支撐骨架，布置在最外側(cè)；電機(jī)30機(jī)殼部分與電機(jī)座31固定在一起，電機(jī)座31與滾輪座34固定在一起；滾輪座34內(nèi)一端安裝有固定軸承33，另一端安裝有支撐軸承36，滾輪35兩端穿過固定軸承33和支撐軸承36，實現(xiàn)軸向徑向固定；聯(lián)軸器32 —端連接電機(jī)30轉(zhuǎn)軸，另一端連接滾輪35，實現(xiàn)運(yùn)動傳遞；該部分整體布置在該轉(zhuǎn)臺的頂端。
[0027]如圖3，圖4所示，軸承14內(nèi)圈通過臺階軸15和蓋板12與基座10的右端面固定在一起，為固定部分；軸承14外圈與摩擦輪13固定在一起，為運(yùn)動部分；摩擦輪13和滾輪35之間通過具有預(yù)緊功能的滾輪座34緊壓在一起，通過摩擦力，實現(xiàn)運(yùn)動傳遞，即電機(jī)30的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動傳遞到滾輪35，再傳遞到摩擦輪13 ；
[0028]如圖3所示，摩擦輪13左端面和軸承端蓋11外環(huán)面連接在一起，軸承端蓋11的內(nèi)環(huán)面上通過軸銷18壓有一小軸承16，軸銷18和軸承端蓋11通過螺紋連接，進(jìn)而電機(jī)30的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動通過滾輪35、摩擦輪13、軸承端蓋11和軸銷18傳遞到小軸承16上；
[0029]如圖3所示，工作臺50，編碼盤51和轉(zhuǎn)盤52為該轉(zhuǎn)臺的導(dǎo)向測量部分。其中工作臺50固定在編碼盤51上，為該轉(zhuǎn)臺的輸出平臺；編碼盤51集成有旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向結(jié)構(gòu)和角度測量傳感器，內(nèi)環(huán)連接工作臺50，外環(huán)固定在基座10上，實現(xiàn)工作臺50的導(dǎo)向和位置反饋；確保轉(zhuǎn)軸穩(wěn)定性和角度位移測量，實現(xiàn)系統(tǒng)控制閉環(huán)。工作臺50的右端面固定有一轉(zhuǎn)盤52，轉(zhuǎn)盤52上配置有一 “U型槽”，見圖2 ；
[0030]如圖2所示，轉(zhuǎn)盤52上配置的“U型槽”夾持小軸承16，且通過配做，保證有2 μ m至IJ 5 μ m的預(yù)壓，保證小軸承16在U型槽內(nèi)能順利滑動，又無明顯間隙，既實現(xiàn)運(yùn)動傳遞又不增加徑向附加力；
[0031]如圖5所示，滾輪座34 —側(cè)配置有板簧34-01，另一側(cè)配置有鉸鏈34_02，滾輪座34板簧34-01端通過墊片38a與基座10固定，鉸鏈34-02端通過墊片38b與基座10固定，其中通過修磨墊片38，可以調(diào)節(jié)滾輪35和摩擦輪13之間的預(yù)緊力，同時滾輪座34的“鉸鏈+板簧”結(jié)構(gòu)還能適應(yīng)滾輪35和摩擦輪13的圓度誤差和軸心誤差，保證任何時候都有足夠的預(yù)緊力，實現(xiàn)系統(tǒng)可靠的運(yùn)動。
[0032]本發(fā)明未詳細(xì)闡述部分屬于本領(lǐng)域技術(shù)的公知技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種徑向零附加力轉(zhuǎn)臺，其特征在于，包括:基座(10)，軸承端蓋(11)，蓋板(12)，摩擦輪(13)，軸承(14)，臺階軸(15)，小軸承(16)，墊片(17)，軸銷(18)，電機(jī)(30)，電機(jī)座(31)，聯(lián)軸器(32)，固定軸承(33)，滾輪座(34)，滾輪(35)，支撐軸承(36)，擋圈(37)，墊塊(38)，工作臺(50)，編碼盤(51)和轉(zhuǎn)盤(52);其中: 由基座(10)，軸承端蓋(11)，蓋板(12)，摩擦輪(13)，軸承(14)，臺階軸(15)，小軸承(16)，墊片(17)，軸銷(18)，電機(jī)(30)，電機(jī)座(31)，聯(lián)軸器(32)，固定軸承(33)，滾輪座(34)，滾輪(35)，支撐軸承(36)，擋圈(37)和墊塊(38)，組成該轉(zhuǎn)臺的驅(qū)動機(jī)構(gòu)，提供旋轉(zhuǎn)方向的驅(qū)動力；基座(10)為整個轉(zhuǎn)臺的支撐骨架,布置在最外側(cè)；電機(jī)機(jī)殼部分與電機(jī)座(31)固定在一起，電機(jī)座(31)與滾輪座(34)固定在一起；滾輪座(34)內(nèi)一端安裝有固定軸承(33)，另一端安裝有支撐軸承(36)，滾輪(35)穿過固定軸承(33)和支撐軸承(36)，實現(xiàn)滾輪(35)的軸向固定和徑向固定；聯(lián)軸器(32) —端連接電機(jī)(30)轉(zhuǎn)軸，另一端連接滾輪(35)，實現(xiàn)運(yùn)動傳遞；軸承(14)內(nèi)圈通過臺階軸(15)和蓋板(12)與基座(10)的右端面固定在一起，為固定部分；軸承(14)外圈與摩擦輪(13)固定在一起，為運(yùn)動部分；摩擦輪(13)和滾輪(35)之間通過具有預(yù)緊功能的滾輪座(34)緊壓在一起，通過摩擦力，實現(xiàn)運(yùn)動傳遞，即電機(jī)(30)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動傳遞到滾輪(35)，然后傳遞到摩擦輪(13);摩擦輪(13)的端面和軸承端蓋(11)外端面連接在一起，軸承端蓋(11)的內(nèi)環(huán)上通過軸銷(18)壓有一小軸承(16)，軸銷(18)和軸承端蓋(11)通過螺紋連接，進(jìn)而電機(jī)(30)轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動通過滾輪(35)，摩擦輪(13)，軸承端蓋(11)和軸銷(18)傳遞到小軸承(16)上； 工作臺(50)，編碼盤(51)和轉(zhuǎn)盤(52)組成該轉(zhuǎn)臺的導(dǎo)向測量部分，其中工作臺(50)固定在編碼盤(51)內(nèi)環(huán)上，為該轉(zhuǎn)臺的輸出平臺，編碼盤(51)集成有旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向結(jié)構(gòu)和角度測量傳感器，編碼盤(51)內(nèi)環(huán)連接工作臺(50)，編碼盤(51)外環(huán)固定在基座(10)上；工作臺(50)的右端面固定有一轉(zhuǎn)盤(52)，轉(zhuǎn)盤(52)外側(cè)上配置有一 “U型槽”； 驅(qū)動機(jī)構(gòu)提供的驅(qū)動力通過軸承(14)和轉(zhuǎn)盤(52)上布置的“U型槽”實現(xiàn)耦合，完成驅(qū)動力傳遞，且在轉(zhuǎn)軸徑向上無附加力，保證轉(zhuǎn)軸穩(wěn)定性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種徑向零附加力轉(zhuǎn)臺，其特征在于:“U型槽”夾持小軸承(16)，通過配做，保證有2μπι到5μπι的預(yù)壓，保證小軸承(16)在U型槽內(nèi)能順利滑動，又無明顯間隙，既實現(xiàn)運(yùn)動傳遞又不增加徑向附加力。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種徑向零附加力轉(zhuǎn)臺，其特征在于:所述滾輪座(34)—側(cè)配置有板簧結(jié)構(gòu)，另一側(cè)配置有鉸鏈結(jié)構(gòu)，滾輪座板簧端和鉸鏈端均通過墊片與基座(10)固定，其中通過修磨墊片(17)，可以調(diào)節(jié)滾輪(35)和摩擦輪(13)之間的預(yù)緊力，同時滾輪座(34)的“鉸鏈+板簧”結(jié)構(gòu)還能適應(yīng)滾輪(35)和摩擦輪(13)的圓度誤差和軸心誤差，保證任何時候都有足夠的預(yù)緊力，實現(xiàn)系統(tǒng)可靠的運(yùn)動。
【文檔編號】G03F7/20GK104049471SQ201410273266
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年6月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月18日
【發(fā)明者】周清華, 胡松 申請人:中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所